[發明專利]基于流控制的多源點多出口人群應急疏散調度方法

有效

• 申請號: 201410104946.2
• 申請日: 2014-03-20
• 公開（公告）號: CN103927433B
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 李進
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 杭州知通專利代理事務所(普通合伙)33221
• 代理人: 應圣義

技術領域

本發明涉及一種基于流控制的多源點多出口人群應急疏散調度方法，可用于較為快速地制定疏散方案，實現實時計算效果。

背景技術

應急疏散調度方法都是基于兩大類模型提出的，即宏觀模型和微觀模型。微觀模型考慮每個個體做出的決策，例如個體的心理行為和個體間交互信息對疏散的影響，以人群中行人的個體特性為分析對象，此類模型仿真度較高，但計算效率較低，常見的微觀模型有元胞自動機模型，社會力模型和概率模型等。宏觀模型研究人群的整體運動，不考慮個體間的交互行為，研究模型包括最小費用最大流，最大動態流，動態網絡疏散模型等。宏觀模型能很好的描述疏散區域內的整體情況，給出合理的疏散路線安排，有利于管理部門制定應急預案和指揮應急疏散。

現有的應急疏散調度方法主要存在的缺陷包括：只針對單源點應急疏散問題，沒有考慮多源點的疏散優先次序以及疏散路線的容量限制，同時，計算速度慢。每次計算需要數分鐘甚至數小時的計算時間。由于疏散方案的制定具有較強的實時性特點，因此現有的方案無法使用目前的需求。

發明內容

本發明針對現有技術對多源點疏散路線的制定缺乏相應有效地計算方案的缺點，提供了一種基于流控制的多源點多出口人群應急疏散調度方法，通過分別基于單源點和多源點的計算，實現了計算步驟的實時性特點。

為實現上述目的，本發明可采取下述技術方案：

基于流控制的多源點多出口人群應急疏散調度方法，包括以下的具體步驟：

單源點計算步驟：分別計算每個疏散源點的至少一條的最優k短路以及最優k短路的實際流量；

多源點計算步驟：計算并記錄最優k短路上每個路段的實時容量，所述路段是指疏散人流由一個節點至另一個節點所經過的路線，所述節點是指疏散源點至出口之間的至少包括一個以上的入口和/或包括一個以上的出口的地點，所述路段的實時容量是指該路段在當前的疏散人流的基礎上，能夠進一步提高的那一部分人數；

流量分配步驟：分別判斷每條路段是否產生疏散路段流量沖突，所述疏散路段流量沖突是指至少兩條的以不同的疏散源點為起點的最優k短路經過同一沖突路段；當出現疏散路段流量沖突時，讓以優先級較高的疏散源點為起點的最優k短路的疏散人流優先通過；當所有疏散源點的疏散人流均抵達出口則輸出最終疏散時間，并以疏散人流經過的路段和時間作為最終的疏散方案。

于本發明的實施例中，還包括可用路線計算步驟：分別計算每個疏散源點的可用路線，所述可用路線是指由疏散源點至出口所經過的路段的集合；按照可用路線的通行時間賦予可用路線以不同的優先級，通行時間最小的可用路線具有最高的優先級，所述通行時間是指疏散人流依次經過可用路線的所有路段的所需要的時間的總和；分別計算每條可用路線的飽和流量，所述飽和流量是指可用路線的所有路段中，最大容量最小的路段的最大容量，所述最大容量是指在特定時間段內可以通過特定路段的最大人數。

于本發明的實施例中，還包括用于計算可用路線實際流量的實際流量計算步驟：判斷疏散源點至出口之間是否存在路徑重疊，所述路徑重疊是指至少有兩條由疏散源點至出口的路線經過相同路段；當出現路徑重疊時，以路徑實際可用流量和飽和流量之間的最小值作為可用路線的實際流量，所述路徑實際可用流量是指發生路徑重疊的路段在特定時間段內可以通過的最大人數。

于本發明的實施例中，所述實際流量計算步驟還包括：依據疏散源點的優先級大小由大到小地依次處理每個疏散源點，依照可用路線的優先級大小由大到小地依次處理每條可用路線。

于本發明的實施例中，所述最優k短路是指滿足以下公式的可用路線：且其中，l表示可用路線的序號，k表示滿足以上公式的可用路線的序號，a表示疏散源點的序號，I_a表示疏散源點的待疏散人數，表示可用路線的優先級，表示可用路徑的實際流量。

于本發明的實施例中，所述單源點計算步驟還包括：賦予每個疏散源點以特定的優先級，依據優先級由大到小地對疏散源點進行排序。

于本發明的實施例中，還包括以下的具體步驟：在流量分配步驟中，當出現疏散路段流量沖突時，以優先級較低的疏散源點為起點的最優k短路的疏散人流排隊等待直到較高優先級的疏散人流通過后再行疏散，或者選擇其他路段進行疏散。

于本發明的實施例中，所述多源點計算步驟還包括：依據最優k短路的優先級由大到小地依次處理每條最優k短路。

本發明具有以下的顯著技術效果：